在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)模式下,農(nóng)戶依賴人工巡查和經(jīng)驗判斷進行蟲害防治,存在效率低、誤差大、響應滯后等問題。隨著物聯(lián)網(wǎng)、人工智能與光電技術的融合,智能蟲情測報燈成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的 “數(shù)字哨兵"。智能蟲情測報燈的核心在于多光譜誘蟲光源與 AI 圖像識別算法的協(xié)同作用。設備采用 320-400 納米波長的黑光燈管,模擬昆蟲趨光特性,吸引稻飛虱、螟蟲等夜行性害蟲。
一、智能蟲情測報燈的工作原理
(一)多光譜誘蟲
智能蟲情測報燈的核心在于多光譜誘蟲光源與 AI 圖像識別算法的協(xié)同作用。設備采用動態(tài)光譜調(diào)控技術,針對不
同害蟲趨光特性定制光源波長。例如,365nm 紫外光定向吸引稻飛虱,405nm 紫光精準誘捕棉鈴蟲。江蘇某水稻基地實測顯示,光譜優(yōu)化后稻飛虱誘捕量提升 70%。這種精準誘捕,避免了對有益昆蟲的誤殺,還為后續(xù) AI 識蟲提供了更純粹、更具針對性的樣本。
設備內(nèi)置的遠紅外處理倉采用雙層加熱結構,15 分鐘內(nèi)溫度可達 85±5℃,蟲體致死率超 98%,且完整率保持 95% 以上,既滿足科研標本需求,又避免化學藥劑對環(huán)境的二次污染。通過高溫快速處理,固定蟲體形態(tài),確保 AI 識別系統(tǒng)獲取穩(wěn)定、準確的圖像數(shù)據(jù),為后續(xù)精確識別奠定基礎。
(二)AI 識蟲系統(tǒng)
AI 識蟲系統(tǒng)的核心在于深度學習算法構建的多模態(tài)識別模型。中科院研發(fā)的算法可識別 2000 余種害蟲,準確率突破 95%。以稻縱卷葉螟為例,系統(tǒng)可區(qū)分其幼蟲期與成蟲期的不同形態(tài),甚至識別雌雄個體在翅脈寬度上的 0.1mm 級差異,識別準確率達 92.3%。這一技術的實現(xiàn),依賴于海量蟲體圖像數(shù)據(jù)的投喂訓練,模型從中學習不同生長階段、不同性別特征的細微差異,進而實現(xiàn)精準判斷。
二、智能蟲情測報燈中的 AI 識別技術的優(yōu)勢
(一)識別準確率高
中科院研發(fā)的算法經(jīng)過海量蟲體圖像數(shù)據(jù)的投喂訓練,可識別超過 2000 余種害蟲,準確率突破 95%。例如,該算法能夠準確區(qū)分稻縱卷葉螟不同齡期的幼蟲,甚至能夠敏銳識別草地貪夜蛾的雌雄個體。以稻縱卷葉螟為例,系統(tǒng)通過深度學習模型,可自主提取銹斑形態(tài)、菌絲分布等 132 項微觀特征,構建多模態(tài)識別模型。田間實測顯示,識別準確率達 92.3%,較傳統(tǒng)目測法提升 41%,支持毫秒級實時診斷。
(二)自動化程度高
AI 視覺系統(tǒng)使得智能蟲情測報燈能夠自動完成從害蟲誘捕到識別的全過程,無需人工過多干預。相比傳統(tǒng)的人工監(jiān)測方式,大大節(jié)省了人力成本和時間成本,提高了監(jiān)測效率。以往人工監(jiān)測需要植保人員在田間逐株檢查,耗費大量時間和精力,而智能蟲情測報燈可實現(xiàn) 24 小時不間斷監(jiān)測,極大地解放了人力。
(三)實時監(jiān)測與預警
智能蟲情測報燈能夠?qū)崟r收集害蟲數(shù)據(jù),并通過網(wǎng)絡傳輸至數(shù)據(jù)中心進行分析和處理。一旦監(jiān)測到害蟲數(shù)量或種類出現(xiàn)異常變化,系統(tǒng)能夠及時發(fā)出預警,為害蟲防治提供了及時、有效的決策支持?;跁r間序列分析算法,系統(tǒng)提前 7 天預測出稻縱卷葉螟遷飛高峰,指導農(nóng)戶精準釋放赤眼蜂進行生物防治,取得了良好的效果。
(四)數(shù)據(jù)記錄與分析全面
AI 視覺系統(tǒng)不僅能夠識別害蟲,還能對監(jiān)測到的蟲情數(shù)據(jù)進行詳細記錄和深入分析。通過對接蟲瓶的時空分裝設計,系統(tǒng)可深入分析害蟲的發(fā)生高峰期與遷徙規(guī)律。結合害蟲種類、數(shù)量、環(huán)境氣象數(shù)據(jù),系統(tǒng)能夠生成多維度的蟲害預警報告,并依托專家知識庫,為農(nóng)戶推薦科學、精準的防治措施,實現(xiàn)蟲情監(jiān)測與防控決策的無縫對接。系統(tǒng)自動生成的《蟲情監(jiān)測日報》包含三維熱力圖、防治策略庫等模塊,為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者提供了全面且實用的蟲情信息,幫助他們制定更加科學合理的防治決策。
三、智能蟲情測報燈中的 AI 識別技術的應用案例
(一)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用
在浙江茶園的實證中,智能蟲情測報燈成功識別茶尺蠖、小綠葉蟬等 12 種主要害蟲,較傳統(tǒng)測報燈覆蓋率提升 40%。系統(tǒng)自動生成《蟲情監(jiān)測日報》,包含三維熱力圖、防治策略庫等模塊。通過可視化圖表直觀展示蟲情分布、密度變化,結合專家知識庫給出針對性防治建議,實現(xiàn)蟲情監(jiān)測與防控決策的無縫對接。
黑龍江某農(nóng)場部署的 “測報燈 + 蟲臉識別 + 無人機" 聯(lián)動系統(tǒng),在玉米螟遷飛期,通過分析蟲道密度與溫濕度相關性,指導無人機精準噴灑蘇云金芽孢桿菌,防效達 91%,較傳統(tǒng)廣譜施藥節(jié)水 70%。借助物聯(lián)網(wǎng)技術實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時傳輸,利用大數(shù)據(jù)分析挖掘環(huán)境因素與蟲情的關聯(lián),精準指導生物防治作業(yè),既提高防治效果,又降低資源消耗與環(huán)境污染。
(二)邊境口岸監(jiān)測中的應用
云南邊境口岸應用該技術監(jiān)測草地貪夜蛾,通過比對蟲體 DNA 條形碼與形態(tài)特征,實現(xiàn)入境害蟲的 “秒級" 溯源,攔截率提升至 98%。這種跨學科融合的技術手段,將分子生物學與 AI 圖像識別相結合,快速鎖定害蟲來源,為防范外來物種入侵、制定防控策略提供關鍵依據(jù)。
四、智能蟲情測報燈中的 AI 識別技術的未來發(fā)展方向
(一)多模態(tài)感知融合
未來的智能蟲情測報燈 AI 視覺系統(tǒng)將不僅僅依賴于視覺信息,還會集成光譜、紅外、氣味傳感器等,實現(xiàn)多模態(tài)感知融合。通過綜合分析多種信息,突破復雜環(huán)境下的監(jiān)測瓶頸,進一步提高對害蟲的識別準確率和監(jiān)測效果。例如,利用光譜信息可以分析害蟲的生理狀態(tài),氣味傳感器能夠檢測害蟲釋放的特定化學物質(zhì),從而更全面地了解害蟲的行為和生態(tài)特征。
(二)病害 - 蟲情一體化監(jiān)測
通過多光譜成像技術同步監(jiān)測白粉病、銹病等作物病害,構建 “雙病同防" 體系,為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供更全面的病蟲害監(jiān)測服務。智能蟲情測報燈將更多地利用邊緣計算技術,在設備本地進行數(shù)據(jù)的初步處理和分析,減少數(shù)據(jù)傳輸量,提高系統(tǒng)的響應速度和實時性。
智能蟲情測報燈中的 AI 識別技術以其高效、精準、智能的特點,在農(nóng)業(yè)病蟲害監(jiān)測與防控中發(fā)揮著越來越重要的作用。隨著技術的不斷發(fā)展和創(chuàng)新,相信智能蟲情測報燈將為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來更多的便利和保障,助力農(nóng)業(yè)實現(xiàn)數(shù)字化、智能化轉型。
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